ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 4 2023 46 ТЕХНОЛОГИЯ «Определение свариваемости. Металлический материал считается поддающимся сварке до установленной степени при данных процессах и для данной цели, когда сваркой достигается металлическая целостность при соответствующем технологическом процессе, чтобы свариваемые детали отвечали техническим требованиям как в отношении их собственных качеств, так и в отношении их влияния на конструкцию, которую они образуют». Согласно AWS (Американское общество сварки) свариваемость определяется «как способность материала свариваться в заданных условиях производства в конкретной и соответствующим образом спроектированной конструкции так, чтобы удовлетворительно выполнять намеченные функции». Эту концепцию, хотя и уникальную, можно разделить на три: эксплуатационная свариваемость, металлургическая свариваемость и свариваемость в процессе эксплуатации. Эксплуатационная свариваемость связана с эксплуатационными условиями сварки, такими как сочетание процесса и природы основного металла, положение сварки, навыки сварщика, методы совместной сборки и др. Металлургическая свариваемость связана с термическими и химическими условиями, которые могут создавать дефекты или нежелательные механические свойства в сварном соединении, связанные с металлургическими явлениями, такими как фазовое превращение, микросегрегация и др. Свариваемость в процессе эксплуатации больше связана со сроком службы свариваемого компонента. В этом пункте основное внимание уделено металлургической свариваемости. Металлургические вопросы производства трубных сталей широко освещены в литературе, вместе с тем последующая сварка труб в полевых условиях вносит свои коррективы в эксплуатационную работоспособность всего трубопровода. Основные способы сварки труб: дуговая сварка электродом с низким содержанием водорода, дуговая сварка проволокой в среде защитного газа (GMAW), дуговая сварка с самозащитной проволокой (FCAW-S). Технологические особенности этих методов и оборудование хорошо освещены в литературе. Рассмотрим перспективные технологии [29–39]. Лазерно-дуговая гибридная технология (LAHW) и оборудование для автоматической сварки в период с 2000-х гг. находились в стадии исследований, разработок и проектирования [29–33]. В процессе гибридной лазерно-дуговой сварки (LAHW) лазерный луч и электрическая дуга взаимодействуют в сварочной ванне, и их синергетический эффект используется для выполнения более глубоких и узких сварных швов (рис. 3), увеличивая производительность [30–33]. Этот метод был успешно реализован в лаборатории при сварке корня во всех положениях линейных труб с диаметром притупления 8 мм, а лазерный источник и система охлаждения находятся в стадии исследования на предмет их применимости на месте [29, 30]. В обзорной работе [32] приведены данные по толщине свариваемых материалов (табл. 5). В работе [33] представлены промышленные варианты для сварки трубопроводов (рис. 4). В работе [30] исследуется влияние параметров гибридной лазерно-дуговой сварки, тепловложения и предварительного нагрева на скорость охлаждения, микроструктуру и механические свойства сварного соединения. Образцы из стали API 5L X80 с толщиной корня 14 мм были сварены сварочной проволокой МФ 940 М. Показано, что снижение скорости охлаждения сварных швов с 588 до 152 °С/с уменьшает твердость металла шва с 343±12 HV Рис. 3. Поперечное сечение сварных швов, соединенных различными способами сварки: GMAW, LBW и LAHW [31] Fig. 3. Cross-section of welds joined by diff erent welding methods: GMAW, LBW and LAHW [31]
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1